紅旗九≠愛國者+S300

近日，網上流出了據說是中國紅旗九中遠程防空反導系統搜索照射相控陣雷達的照片。雖然不知道照片真實性如何，但是對其進行一些分析以後還是發現了一些有意思的事情，其中某些結論和網上曾經流傳的一些消息互相印證，算是從一個特殊的側面證明了我國在中遠程防空反導系統領域的巨大飛躍。紅旗九中遠程防空反導系統裝備的核心機感測器是能夠兼顧搜索和照射功能的相控陣雷達，通過對於相控陣雷達的技術特點分析和對比世界上類似防空反導系統雷達設計特徵就能對紅旗九防空反導系統有一些更深的認識。

研製歷程

採用相控陣雷達是新一代多通道防空反導系統的重要特點之一。它是現代惡劣的空中威脅對防空系統提出的必然要求。相控陣雷達可以滿足防空系統對遠距離探測、跟蹤、制導、多功能、抗飽和攻擊和強綜合抗干擾能力。隨著相控陣技術的發展和成熟，越來越多的相控陣雷達尤其是固態相控陣雷達在現代防空系統中得到應用。採用相控陣雷達作為防空反導系統的核心感測器已經是現代防空反導武器系統的標誌。

相控陣雷達雖是一種先進的雷達體制，但它並不是近年來才產生的新雷達體制。相控陣雷達的發展可追溯到20世紀30年代。當時美國開展了此項研究工作，但直到50年代中期才由美國休斯飛機公司研製出兩部實用型艦載相控陣雷達AN/FPS-32和AN/FPS-33，並裝備「企業」號航空母艦。1958年美國本迪克斯公司又研製出一部超高頻面陣電掃雷達，其天線由90個輻射單元組成矩形面陣，採用抽頭延遲線實現波束控制。進人60年代以後，隨著各種微電子技術、計算機技術和近代控制理論的出現，使相控陣雷達的發展進入了高潮，美國和前蘇聯相繼研製和裝備了多部地面大型相控陣雷達，多用於彈道導彈防禦系統，如美國的AN/FPS-46、AN/FPS-85、MAR、MSR，前蘇聯的「雞籠」和「狗窩」等，並出現了少量的機載相控陣雷達。如果說50-60年代，相控陣雷達是美、蘇專利技術的話，那麼，進人70年代以後，已成為世界許多國家競相發展的雷達技術，英、法、日、美、德、瑞典等相繼加人了研究行列。

阿力伯克級驅逐艦上的SPY1無源相控陣艦載雷達的裝備是相控陣雷達走向防空系統應用的標誌性事件

80年代以後，出現了與防空導彈相配套的多功能相控陣雷達，成為防空系統探測、跟蹤和火力控制的主要感測器。一部相控陣雷達就能完成目標搜索、識別、跟蹤和導彈跟蹤、制導等多種任務，相當於數部常規雷達的功能，使防空系統的技術性能獲得了很大的提高。與此同時，相控陣雷達的發展出現了固態化和有源化兩個重要趨勢，並出現了少量的固態有源相控陣雷達，隨著單片微波集成電路和固態收發組件的發展，使性能更加可靠、價格可以承受的固態有源相控陣雷達的研製、裝備和使用成為可能。在今後較長一段時期內，固態有源相控陣雷達仍是設計研究人員的主攻方向。

相控陣雷達在防空反導系統中的優勢

相控陣雷達的優勢很多，其中有些特點對防空系統尤其有用：第一，作用距離遠；相控陣雷達輻射到空間的功率，可以由許多中小功率發射機互相疊加不受單個發射機功率限制，且天線口徑可以比較容易地加大，而不會象其它天線一樣加大天線尺寸近乎於重新設計雷達系統。相控陣雷達的功率孔徑積比其它任何類型雷達的大，所以作用距離遠。因此採用相控陣雷達作為防空反導系統感測器首先保證了系統有效防禦範圍和探測邊界。類似紅旗九，愛國者和S300V的中遠程防空反導系統可以為軍級作戰區域甚至整個戰區提供防空和反導保護傘。第二，相控陣雷達的多波束賦予雷達同時完成多種功能的能力；相控陣雷達能同時形成多個獨立控制的波束，分別用以執行探測、識別、照射、跟蹤、制導和殺傷評估等多種功能。一部相控陣雷達就相當於多部專用雷達，如美國的愛國者系統的AN/MPQ-53多功能相控陣雷達，能完成相當於「霍克」和「奈基」九部雷達的功能，因而極大地精簡了系統的設備，提高了機動能力。這一點在紅旗九作戰系統上體現的更為深刻，也是對於上文提到的雷達照片分析出的比較有意思的結論之一，下文將談到這一點。第三，能同時對付多個目標；在相控陣雷達運用到防空系統中以前，一個防空火力單元一般只能對付一個目標，這種局面隨著相控陣雷達的問世而被打破。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和按時間分割原理或多波束，可實現邊搜索邊跟蹤工作方式，與電子計算機相結合，能同時搜索、跟蹤不同方向和不同高度的多批目標，並能同時制導多枚導彈攻擊多個目標。第四，具有自適應工作能力；天線波束掃描的靈活性、信號波形的捷變能力以及近年來發展起來的數字波束形成技術，使相控陣雷達能自適應調整工作。通過相控陣天線波束的高速掃描和波束位置的靈活變化，目標丟失後可重新進行照射。通過信號波形的捷變能力，實現信號能量的自適應管理、搜索時間和跟蹤時間的自適應調整、跟蹤目標數的變化。在電子干擾十分普遍的現代戰場，相控陣雷達可以提供干擾區域零增益，就是在敵人出現電子干擾的方向根本不進行雷達波發射、掃描和接收，使得敵方電子干擾如同無物。

相控陣雷達的相移器

愛國者與S300V的照射跟蹤相控陣雷達

愛國者和S300V防空反導系統是世界中遠程防空反導系統的設計典範，通過對兩者系統中相控陣雷達的使用分析可以為探究紅旗九防空反導系統性能和設計特點提供素材。

AN/MPQ-53多功能相控陣雷達全貌

愛國者防空反導系統採用的是AN/MPQ-53多功能相控陣雷達。AN/MPQ-53多功能相控陣雷達主要由雷達/指揮控制車介面裝置、控制器組合、發射機組合、射頻激勵器、接收機組合、信號處理機組合、敵我識別器組合、環境控制器組合以及天線組合等組成。它安裝在M818型牽引車牽引的XM869型拖車上。行軍時天線摺疊平放在車廂頂上，作戰時展開成67.5°仰角(瞄準線的高低角為22.5°)固定架設。雷達雷達工作在G/H波段，作用距離約為150-160km。雷達在武器系統計算機控制下，通過靈活多變的波束方向圖進行搜索、跟蹤和制導。在天線覆蓋的120°扇面內(高低角0°-90°)，可監視90-125個目標，同時跟蹤8個目標，向5枚導彈傳送相應的中制導指令和對3枚導彈進行TVM制導。

AN/MPQ-53多功能相控陣雷達的TVM指令傳輸陣面

主天線陣近似圓形，直徑2.44m，共5161個陣元，是帶有前後輻射器和移相器的通過式空間饋電陣列天線。可進行32種天線方向圖轉換，用於搜索、跟蹤、照射目標和制導導彈。TVM天線陣位於主陣的左下方，外形近似圓形，直徑533.4mm，共253個陣元。照射能量由主陣提供，只有一個和波束。採用時分割接收分布於整個攔截空域內目標一導彈的TVM下行線信號，還可對主陣起旁瓣消隱作用。敵我識別器天線陣為矩形天線陣，由20個陣元組成，工作在D波段。5個電子反干擾小天線陣位於主天線的下方，每個小天線陣均由51個陣元組成。

AN/MPQ-53多功能相控陣雷達陣面分布

愛國者採用的TVM制導方式很有意思，TVM(Track via missile),即「經由導彈的制導」，又稱指令-尋的制導，為一種變形的半主動尋的和指令制導結合的制導體制。TVM通過地面站測量目標和導彈的坐標，當導彈接近目標時，導彈上的測向儀接受目標散射的照射信號以測量目標相對於導彈的精確角度，再將測量的坐標數據通過下行通道發回地面，由地面站進行處理，得出導彈的控制指令，再由地面指令發射機發射導彈控制指令控制導彈飛行。其與半主動雷達尋的的不同是：導彈控制指令由地面制導站產生而不是由導彈自身產生，這一點更象是指令制導，實際上可以認為將半主動尋的制導的導引頭分置，探測部分放在彈上，數據處理在地面制導站上;與純粹的指令制導不同之處在於導彈自身也測量目標坐標，並下傳給制導站。這種制導體制實際上是尋的制導技術不成熟的情況下一種替代的制導方法。TVM制導具有尋的制導精度高的特點，並且制導精度不隨武器系統作用距離的增加而降低，導彈越接近目標，精度越高，且彈上設備較尋的制導簡單，並具有指令制導的潛在抗干擾性能。

S300V防空反導系統採用的是半主動雷達末制導。S300V防空反導系統採用30H6照射制導雷達。30H6照射制導雷達安裝在以MA3-543M改裝的輪式底盤上，車上還裝載電源系統、天線高頻艙和指揮控制艙。雷達能保證在嚴重的雜波干擾和電子對抗的條件下，對目標的跟蹤和對導彈的制導。雷達工作在X波段，天線掃描範圍料正負45°，最大作用距離為150-180km(對雷達反射截面積2㎡的目標)，可同時跟蹤6個目標，制導12枚導彈。天線在工作狀態時抬升到58°位置，而在行軍狀態時，摺疊下降在車廂的頂棚上。天線艙除了按標準狀態安裝外，還可安裝在上升的高塔上。作戰指揮控制艙內裝有操作手的控制台、多功能計算機、信號處理設備以及機內測試設備。雷達天線共有三個陣面:主陣，為制導跟蹤和照射用，八角形10000多個元，按單元進行波束控制;導彈輔助截獲小陣，用作導彈起飛時截獲跟蹤，採用與主陣相同的單元;干擾對消陣，用於抗干擾的旁瓣抑制。

S300防空導彈系統的跟蹤照射雷達，雖然這是S300P系統的雷達，但是和S300V是通用的

愛國者系統和S300V的跟蹤照射雷達有幾個共同點：第一，都有一個陣元數量龐大的主陣面。這個主陣面就是反導防空系統的主要感測器，通過上千個陣元的劃分和疊加生成多個波束去完成搜索、跟蹤、照射目標和制導導彈等多種任務。第二，都需要一定數量的輔助陣面。AN/MPQ-53多功能相控陣雷達需要TVM天線陣、敵我識別天線和電子反干擾天線陣面。30H6照射制導雷達需要輔助截獲陣面和干擾對消陣面，另外值得注意的是，S300V採用半主動雷達制導體制，其主陣面不能像AN/MPQ-53一樣將導彈目標照射任務全部完成，因而還需要在每台發射車上安裝專門的單脈衝照射雷達，並且只有一個火力通道。

每輛S300V導彈發射車都裝有一台專門的照射雷達

紅九≠愛國者+S300V

傳聞是紅旗九防空導彈系統的跟蹤照射相控陣雷達照片在網上曝光以後，有些網友因為其載車和塗裝和S300V類似，並且因為本國一貫有山寨進口武器的傳統就認為紅旗九防空反導系統是中國仿製S300V的結果。也有人認為中國在改革開放以後逐漸看不上粗大笨重的俄制武器，尤其是電子產品了，因而我國在山寨S300V的時候肯定借鑒了大量愛國者系統的先進西方技術，於是紅旗九=愛國者+S300V的說法廣為流傳。其實這種論調比較常見，比如對於我國039B型AIP常規潛艇，由於其外形和俄羅斯的基洛級比較相似，就被人認為是採用西方技術的山寨版基洛。

我國官方展板上的紅旗9導彈，外形比毛子的S300系列小一圈，說明我國導彈技術有巨大進步。

根據網路上眾多牛人對紅旗九防空反導系統的分析，紅旗九系統在很多方面和S300V確實非常相似。比如，紅旗九的發射導彈儲存發射筒和S300V外形就幾乎完全相同，照片上的制導雷達也和S300V系統上的非常相似，起碼外形看上去都是S300V的風格。但是經過對該雷達照片的分析，應該可以得出紅旗九防空反導系統與S300V和愛國者區別很大的結論。

網路上流傳的據說是紅旗九防空反導系統跟蹤照射雷達的照片

照片上的跟蹤制導雷達上有三類陣面：主跟蹤照射陣面、主陣面下方兩側的兩個小陣面和天線下方一排的方形陣面。由於現代防空反導系統很強調生存性，因而對於雷達主陣面的旁瓣要求很嚴格。旁瓣說白了就是從雷達天線主波束泄露出去的雷達輻射信號，容易被探測到並且能被敵方反輻射導彈截獲。AN/MPQ-53採用TVM陣面兼做旁瓣對消，而30H6雷達專門設置了干擾對消陣。而TVM是雷達制導體制比較不成熟時期採用的折中技術方案，紅旗九研製之時半主動和主動雷達末制導技術都已經比較成熟，因而不會採用TVM制導方式。主陣面下方兩側的小陣面應該是類似於S300V的旁瓣對消陣面。主陣面下方的方形陣面比較容易研判，一字排開，看不到密集排列的陣元，這是典型的敵我識別天線的特徵。總結一下，紅旗九跟蹤指導雷達上有主跟蹤照射陣面、旁瓣對消陣面和敵我識別陣面。由於紅旗九不可能採用TVM制導方式，因而紅旗九防空導彈只可能採用半主動或者主動雷達制導方式。而採用半主動雷達制導方式的S300V防空導彈系統發射車都存在一台專門的照射雷達，紅旗九的導彈發射車卻沒有。另外，美國標準半主動雷達制導艦空導彈也在艦上安裝了數台照射雷達，而裝備了海紅旗九防空導彈的我國052C級區域防空驅逐艦上沒有類似的設備。最後，可以判斷紅旗九防空反導系統採用了與愛國者和S300V防空導彈系統都完全不同的指導方式——主動雷達末制導。

主動雷達末制導和相控陣跟蹤照射雷達的配合能賦予防空反導系統獨特的性能優勢，原本採用TVM末制導的愛國者PAC1/2也在改進到PAC3時也升級使用了毫米波主動雷達末制導。首先跟蹤照射雷達不用再專門設置指令傳輸天線或者照射雷達為導彈提供製導通道，這就放鬆了整個系統對於火力通道的限制，非常有利於同時接戰多個目標。理論上相控陣跟蹤制導雷達能跟蹤多少目標就能為多少導彈提供中繼制導，考慮到作戰冗餘性，紅旗9防空反導系統同時接戰的目標數量或許能夠達到10個以上。而愛國者在PAC3導彈使用之前，最多只能同時接戰3個目標，這不能不說紅旗9具有絕對的先天優勢。第二，導彈採用主動雷達末制導方式不必必須保持制導雷達與目標之間的直線連接，大大增強了系統對抗低空目標的能力。由於指令傳輸和半主動照射都需要地面雷達能夠直接照射目標，當目標規避至制導雷達盲區的低空時，半主動和TVM指導導彈就喪失了尋的能力，而主動雷達末制導導彈則可以在制導雷達盲區內獨立搜索目標有效命中低空目標。希望先天就採用主動雷達末制導的紅旗九防空反導系統能夠發揮出更大的優勢，成為我國領土的高科技保護傘。

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